Таргани з дистанційним управлінням.

107

(Щоб не читати статтю – можете подивитися відео)

Вони маленькі, легкі і мають багато потенційних застосувань. По-перше, скрізь, де ніхто не стискається. Дистанційно керовані комахи можуть змінити багато аспектів нашого життя, і вчені з Університету Коннектикуту тільки що навчилися контролювати їх руху.

Робота над можливістю управління рухом дрібних комах, таких як таргани, ведеться роками. Основними проблемами є інтеграція мініатюрного комп’ютерного обладнання з біологічної нервової тканиною комахи. Створення роботизованих систем у таких невеликих масштабах також є складним завданням.

Міністерство оборони США зацікавлене у дистанційно контрольованих комах. Вони також можуть знайти роботу рятувальних командах, які шукають, наприклад, зону, постраждалу від землетрусу, в пошуках живих людей. Хоча, ймовірно, буде більше додатків.

Дослідники з Університету Коннектикуту розробили нейроконтроллер у формі крихітного «рюкзака», який можна прикріпити до спини комахи. В інших дослідженнях інтегральні мікросхеми, заповнені датчиками різних типів, вже були приєднані до тарганів, але фактична боротьба з комахами – це зовсім інша історія, і дослідження Університету Коннектикуту виділяються на цьому тлі.

Таргани переміщуються зі своїми щупальцями, щоб визначити, чи є яке-небудь перешкоду перед ними. І розроблений дослідниками нейроконтроллер безпосередньо пов’язаний з щупальцями комах. Посилаючи невеликі електричні заряди, оператори можуть обдурити його. Комаха визнає, що електричний імпульс сигналізує про перешкоду і змінює свій напрямок.

Заряд, спрямований до правих антен, змусить таргана рухатися вліво. І навпаки. Імпульс, спрямований на ліву антену, змусить її рухатися вправо.

Подібні системи боротьби з комахами вже існують, але те, що робить водія Університету Коннектикуту унікальним, – це ступінь, у якому оператори можуть стимулювати комаха з допомогою чотириканального мікрочіпа. Система також забезпечує зворотний зв’язок у реальному часі про нервово-м’язової реакції комах на подразники. Такий рівень деталізації дозволяє легко відстежувати і контролювати трафік.

Рис. Датта Лаб

«Використання комах в якості платформи для маленьких роботів має неймовірну кількість корисних застосувань, від рятувальних операцій до національної оборони», – сказав Абхішек Датта, який розробив нейроконтроллер. – Ми вважаємо, що наш чіп забезпечує більш складну і надійну систему управління, яка наближає нас до реального впровадження цієї технології, – додав він.

Контролер відстежує швидкість, з якою комаха рухається, напрямок і температуру навколишнього середовища. Останнє вкрай важливо. Випробування показали, що температура навколишнього середовища може впливати на роботу деяких комах.

Інформація, зібрана чіпом, надсилається оператору через невелику антену Bluetooth, встановлену на «рюкзак» комахи. Сигнал може бути легко виявлена звичайним мобільним телефоном. Коли дані доходять до оператора, він може екстраполювати траєкторію руху комахи і відповідно регулювати електричний стимул, направляючи її в потрібному напрямку.

«Рюкзаки» були перевірені на тарганах Мадагаскару. Дослідники відзначили, що інтенсивність рухів комах у відповідь на штучну стимуляцію зменшилася. З часом таргани менше реагували на електричні подразники. Автори контролера планують провести подальші дослідження по вдосконаленню системи.

Джерело: Університет Коннектикуту , фото: CC BY-SA 2.0 / Центр науки і природи Леслі / Flickr